JP2009164039A

JP2009164039A - ２芯平行ケーブル

Info

Publication number: JP2009164039A
Application number: JP2008002178A
Authority: JP
Inventors: Yuki Tanaka; 雄気田中
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-07-23

Abstract

【課題】ケーブル外径を小さくすると共に可撓性や屈曲性を向上し、かつ、減衰量を良くする。
【解決手段】２芯平行ケーブル１は、中心導体３の外周を絶縁層５で被覆してなる絶縁線７と、平行に並べた２本の前記絶縁線７の外周に素線９を１重に横巻きした１重横巻シールド１１と、この１重横巻シールド１１の外周にスパイラル状に巻き付けた銅を表面に蒸着したポリエステルテープまたは、銅箔テープからなる金属テープ体１３と、この金属テープ体１３の外周を被覆したフッ素樹脂もしくはポリエステルテープからなる外被１５と、で構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、２芯平行ケーブルに関し、特にシールド特性や減衰量などの電気特性及び可撓性や屈曲性などの機械特性に優れた２芯平行ケーブルに関する。

携帯電話やデジタルカメラ、ノートパソコンなどの電気機器のメインボード側とＬＣＤ（液晶ディスプレー）側を繋ぐ配線材としては、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）や極細同軸ケーブル、極細の２芯平行ケーブル（Twinax）などが用いられている。これら配線材の一般的な特性としては次のことがいえる。

ＦＰＣは、極細同軸ケーブルより安価であるが、遮蔽シールドされてないものが多く、信号用回路の断面積が小さいために、シールド特性や減衰量などの電気特性が極細同軸ケーブルよりも劣っている。２芯平行ケーブルは、平行に並べた２芯の信号線に遮蔽シールドを施した平行ケーブルであり、高速伝送に適しているといわれており、極細同軸ケーブルに代わるケーブルとして将来的に多くの使用が予想される。

また、携帯電話のＬＣＤ画面のようにあまり高解像度でない場合は、信号は比較的低速（数１０ＭＨｚ）で伝送される。一方、ノートパソコンのＬＣＤ画面のように解像度が高い場合は、信号は高速伝送（数１００ＭＨｚ〜ＧＨｚ）される必要がある。そのために、信号の伝送速度が遅い携帯電話にはＦＰＣが用いられ、高速信号を必要とするノートパソコンには極細同軸ケーブルや２芯平行ケーブルが用いられる傾向にある。

図６〜図８を参照するに、従来の２芯平行ケーブルとしては、代表例として３つのタイプがある。すなわち、図６の２芯平行ケーブル１０１は、中心導体１０３の外周を絶縁体１０５で被覆してなる絶縁線１０７と、平行に並べた２本の前記絶縁線１０７の外周に設けた金属編組シールド１０９と、この金属編組シールド１０９の外周を被覆した外被１１１と、で構成されている。なお、前記金属編組シールド１０９は外部導体１１３（シールド層）となる。

図７の２芯平行ケーブル１１５は、中心導体１０３の外周を絶縁体１０５で被覆してなる絶縁線１０７と、平行に並べた２本の前記絶縁線１０７の外周に２重に横巻きした２重横巻シールド１１９と、この２重横巻シールド１１９の外周を被覆した外被１１１と、で構成されている。なお、前記２重横巻シールド１１９は外部導体１１３（シールド層）となり、２本の前記絶縁線１０７の外周に第１素線１２１で１重に横巻きした第１横巻シールド１２３と、この第１横巻シールド１２３の外周に当該第１横巻シールド１２３の巻き方向と反対方向に第２素線１２５で１重に横巻きした第２横巻シールド１２７と、で構成されている。

図８の２芯平行ケーブル１２９は、中心導体１０３の外周を絶縁体１０５で被覆してなる絶縁線１０７と、平行に並べた２本の前記絶縁線１０７の外周に素線１１７で１重に横巻きした１重横巻シールド１３１と、この１重横巻シールド１３１の外周を被覆した外被１１１と、で構成されている。なお、前記１重横巻シールド１３１は外部導体１１３（シールド層）となる。

特許文献１では、図６の２芯平行ケーブル１０１の構造とは異なるが、金属編組シールドの外周に金属テープを取り巻いて２重構造の外部導体を構成している。なお、外被は金属テープの外周に施されている。

特許文献２では、図７の２芯平行ケーブル１１５と同様の構造であり、さらに必要に応じて、２重横巻シールドの外周に金属テープ等を巻き付けると記載されている。

特許文献３では、前述した特許文献１とほとんど同じであるが、外部導体として用いている金属編組シールドの接点同士を熱接合により固着してシールド特性を向上するという点が特許文献１と異なるものである。

特許文献４では、図８の２芯平行ケーブル１２９の構造とは異なるが、１重横巻シールドの外周に金属テープを螺旋状に巻き付け、前記金属テープの外周を難燃ポリオレフィンからなる外被で被覆している。このケーブルは電気的特性を損なうことなく難燃性を実現することを目的としている。
特開２００１−１９５９２４号公報特開２００４−６３４１８号公報特開２００５−２８５６９６号公報特開２００６−３５１２２９号公報

ところで、図６〜図８の従来の２芯平行ケーブル１０１、１１５、１２９における周波数に対する減衰量（作動）の測定結果は、図９のグラフに示されている。このグラフから分かるように、外部導体１１３の構造が図８の１重横巻シールド１３１のときの減衰量は、図６の金属編組シールド１０９や図７の２重横巻シールド１１９のときの減衰量に比べて著しく劣っている。例えば、周波数が３ＧＨｚの場合においては、図８の１重横巻シールド１３１の減衰量は、図６の金属編組シールド１０９や図７の２重横巻シールド１１９のときに比べて約２倍の値となっている。

したがって、外部導体１１３の構造が図６の金属編組シールド１０９や図７の２重横巻シールド１１９の場合は、いずれもシールド特性や減衰量などの電気特性は良いが、ケーブル径が太くなり、可撓性や屈曲性などの機械特性が悪いという問題点があった。

一方、外部導体１１３の構造が図８の１重横巻シールド１３１の場合は、ケーブル径を細くできるという利点があるが、金属編組シールド１０９や２重横巻シールド１１９の場合よりも減衰量の電気特性が悪いという問題点があった。

上記の点をさらに考慮すると、遮蔽特性の点からは、外部導体１１３の構造を金属編組シールド１０９もしくは２重横巻シールド１１９にすることが好ましい。しかし、ノートパソコンや携帯電話などの電気機器が小型化するのに伴い、メインボードとＬＣＤ画面側を接続するヒンジのサイズも縮小する傾向にあるので、前記ヒンジの内部を通過する配線材には細いケーブルが要求される。そのために、外部導体１１３の構造が１重横巻シールド１３１の場合は、ケーブル径を細くでき、シールド本数が少ないために可撓性も向上し、かつ屈曲性も良いので、１重横巻シールド１３１の２芯平行ケーブル１２９が用いられると考えられる。その反面、上述したように電気特性が悪いという問題点は解決しなければならない課題である。

この発明は、ケーブル外径を小さくすると共に可撓性や屈曲性を向上し、かつ、減衰量を良く（小さく）することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の２芯平行ケーブルは、中心導体の外周を絶縁体で被覆してなる絶縁線と、平行に並べた２本の前記絶縁線の外周に素線を１重に横巻きした１重横巻シールドと、この１重横巻シールドの外周にスパイラル状に巻き付けた銅を表面に蒸着したポリエステルテープまたは、銅箔テープからなる金属テープ体と、この金属テープ体の外周を被覆したフッ素樹脂もしくはポリエステルテープからなる外被と、で構成されていることを特徴とするものである。

この発明の２芯平行ケーブルは、中心導体の外周を絶縁体で被覆してなる絶縁線と、平行に並べた２本の前記絶縁線の外周に素線を１重に横巻きした１重横巻シールドと、この１重横巻シールドの各素線同士の隙間を埋め込むように塗布した銀ペースト状の導電性塗布材と、この導電性塗布材の外周を被覆したフッ素樹脂もしくはポリエステルテープからなる外被と、で構成されていることを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、シールドするための外部導体が１重横巻シールドの外周に銅を表面に蒸着したポリエステルテープからなる金属テープ体を巻いた構成であるので、前記金属テープ体を薄くすることでケーブル外径を小さくすることができると共に、可撓性や屈曲性の機械特性を向上することができ、かつ、減衰量を良くして電気特性を向上することができる。

また、この発明によれば、シールドするための外部導体が１重横巻シールドの各素線同士の隙間を埋め込むように銀ペースト状の導電性塗布材で塗布した構成であるので、ケーブル外径を小さくすることができると共に、可撓性や屈曲性の機械特性を向上することができ、かつ、減衰量を良くして電気特性を向上することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、第１の実施の形態に係る２芯平行ケーブル１は、中心導体３の外周を絶縁体５で被覆してなる絶縁線７と、平行に並べた２本の前記絶縁線７の外周に素線９を１重に横巻きした１重横巻シールド１１と、この１重横巻シールド１１の外周にスパイラル状に巻き付けた金属テープ体１３と、この金属テープ体１３の外周を被覆したフッ素樹脂もしくはポリエステルテープからなる外被１５と、で構成されている。したがって、上記の１重横巻シールド１１と金属テープ体１３は２重構造の外部導体１７（シールド層）を構成している。

なお、中心導体３の直径は、例えば３０μｍ〜９０μｍ（ＡＷＧ４０〜５０）である。ちなみに、ＡＷＧはAmerican Wire Gaugeの略であり、導体の太さ、断面積、抵抗などを示すために用いられているものである。また、中心導体３の絶縁体５としては、例えばフッ素樹脂が用いられている。

また、１重横巻シールド１１の素線９としては、この実施の形態では線径が例えば２０μｍ〜５０μｍの丸形状であるが、平角形状あるいはその他の断面形状の導体でも良く、前記素線９の巻き方としては一方向例えばＳ方向もしくはＺ方向へ構造である。

また、金属テープ体１３は、ＰＥＴ（ポリエステル）テープの表面に銅（Ｃｕ）を蒸着して構成されるＣｕ蒸着ＰＥＴテープ、もしくは銅（Ｃｕ）箔であることが望ましい。なお、この実施の形態では、Ｃｕ箔の厚さは、例えば５μｍ程度である。

また、外被１５がフッ素樹脂であることで表面を滑らかにすることができ、耐熱性に優れる。また、ポリエステル樹脂（ＰＥＴテープ）を巻くことでケーブル外径を細くすることが可能である。

次に、この発明の第２の実施の形態に係る２芯平行ケーブル１９について図面を参照して説明する。なお、前述した第１の実施の形態の２芯平行ケーブル１と異なる点を主として説明し、第１の実施の形態と同様の部材は同符号を付して詳細な説明は省略する。

図３及び図４を参照するに、２芯平行ケーブル１９が前述した第１の実施の形態の２芯平行ケーブル１と異なる点は、外部導体１７の構造にある。すなわち、この外部導体１７は、平行に並べた２本の前記絶縁線７の外周に素線９を１重に横巻きした１重横巻シールド１１と、この１重横巻シールド１１の外周の各素線９同士の隙間を埋め込むように塗布した銀ペースト状の導電性塗布材２１と、で構成されている。他の絶縁線７と外被１５の構成は第１の実施の形態と同様である。

次に、上記の第１の実施の形態の２芯平行ケーブル１を実施例１とし、第２の実施の形態の２芯平行ケーブル１９を実施例２とし、前述した図１０の２芯平行ケーブル１０１を従来例１とし、図１１の２芯平行ケーブル１１５を従来例２とし、図１２の２芯平行ケーブル１２９を従来例３として、実際に各ケーブルを試作し、周波数に対する減衰量（差動）を測定することで評価した。その結果は、図５のグラフに示す通りである。

なお、実施例１の場合は、外部導体１７が１重横巻シールド１１の外周にＣｕテープ１３を巻いたものであり、実施例２の場合は、外部導体１７が１重横巻シールド１１にＡｇペースト２１を塗布したものである。

この図５のグラフから分かるように、実施例１及び実施例２の２芯平行ケーブル１、１９の両方とも図８の従来例３の１重横巻シールド１３１のみの２芯平行ケーブル１２９に比べて減衰量が改善している。

また、１重横巻シールド１１にＣｕテープ１３を巻いた実施例１の２芯平行ケーブル１は、２重横巻シールドした従来例２のケーブル１１５とほとんど減衰量が変わらないということが分かった。

また、実施例１のＣｕテープ１３の厚さが５μｍ程度であるため、ケーブル断面積は１重横巻シールド１３１のみの従来例３の場合とほとんど変わらないので、ケーブル径を細くできる。実施例２の場合もＡｇペースト２１の層厚を薄くできるので、ケーブル径を細くできる。

また、図５のグラフにおいて、周波数が３ＧＨｚの場合では、図８の１重横巻シールド１３１のみの従来例３の減衰量と比較すると、実施例１（１重横巻シールド１１＋Ｃｕテープ１３）の減衰量は、従来例３より５０％減少している。また、実施例２（１重横巻シールド１１＋Ａｇペースト２１）の減衰量は、従来例３より３０％減少している。

以上のように、１重横巻シールド１１の外周にＣｕテープ１３を横巻きする外部導体１７、もしくは、１重横巻シールド１１の横巻素線９の隙間にＡｇペースト２１を塗り込む外部導体１７を採用したので、減衰量を大幅に改善することができた。特に、Ｃｕテープ１３を巻いたものは２重横巻きの場合とほとんど同じ減衰量であった。

以上のように、第１及び第２の実施の形態の２芯平行ケーブル１、１９は、ケーブル外径を小さくすることができると共に可撓性や屈曲性を向上することができ、かつ、シールド特性や減衰量を良く（小さく）することができる。すなわち、機械特性及び電気特性に優れた２芯平行ケーブルを提供することができる。

この発明の第１の実施の形態の２芯平行ケーブルの断面図である。図１の２芯平行ケーブルの斜視図である。この発明の第２の実施の形態の２芯平行ケーブルの断面図である。図３の２芯平行ケーブルの斜視図である。この発明の実施の形態の実施例及び従来例の各２芯平行ケーブルにおける減衰量を示すグラフである。従来の２芯平行ケーブルの断面図である。従来の２芯平行ケーブルの断面図である。従来の２芯平行ケーブルの断面図である。図６〜図８の従来の２芯平行ケーブルにおける減衰量を示すグラフである。

符号の説明

１２芯平行ケーブル
３中心導体
５絶縁層
７絶縁線
９素線
１１１重横巻シールド
１３金属テープ体
１５外被
１７外部導体
１９２芯平行ケーブル
２１銀ペースト状の導電性塗布材

Claims

中心導体の外周を絶縁体で被覆してなる絶縁線と、平行に並べた２本の前記絶縁線の外周に素線を１重に横巻きした１重横巻シールドと、この１重横巻シールドの外周にスパイラル状に巻き付けた銅を表面に蒸着したポリエステルテープからなる金属テープ体と、この金属テープ体の外周を被覆したフッ素樹脂もしくはポリエステルテープからなる外被と、で構成されていることを特徴とする２芯平行ケーブル。
中心導体の外周を絶縁体で被覆してなる絶縁線と、平行に並べた２本の前記絶縁線の外周に素線を１重に横巻きした１重横巻シールドと、この１重横巻シールドの各素線同士の隙間を埋め込むように塗布した銀ペースト状の導電性塗布材と、この導電性塗布材の外周を被覆したフッ素樹脂もしくはポリエステルテープからなる外被と、で構成されていることを特徴とする２芯平行ケーブル。